水文地質

地面水文地質補充調查內容

  (一)氣象資料
 
  調查氣溫、氣壓、風速、風向、降雨量、蒸發量及其歷年月平均值和兩極值等。 一般情況下可以利用礦區附近的氣象站資料,但在離氣象站30km以外時,應單獨設站觀測上述各要素。
 
  (二)地貌
 
  地貌的調查應與分析研究礦井水文地質條件密切配合,著重觀察描述與地下水富集有關或由地下水活動引起的地貌現象。  調查由開采地下水活動而引起的滑坡、塌陷、人工湖等地貌變化及巖溶發育礦區的各種巖溶地貌形態,包括:
 
  1.平原、丘陵、山地、盆地等基本地貌單元的調查;
 
  2.河谷地貌的調查;
 
  3.河流階地的調查;
 
  4.沖溝的調查;
 
  5.微地貌的調查。
 
  (三)地質
 
  1.第四系地層調查
 
  調查第四系松散覆蓋層、基巖露頭的時代、地層的層次、巖性、厚度、顏色、巖相、結構與構造特征、特殊夾層、各層間的接觸關系、所含化石、有無古河床的存在、富水性及地下水的露頭點所處的地貌部位等,劃分出含水層或相對隔水層。
 
  2.基巖地層調查
 
  調查基巖地層巖石名稱、顏色、成分、結構和構造、產狀、巖相變化、成因類型、特征標志、厚度(單層、分層和總厚)、地層年代和接觸關系等,劃分出基巖含水層和隔水層。
 
  調查碎屑巖的顆粒大小、形狀、成分、分選情況、膠結類型和膠結物的成分、層理、層面構造和結核等;調查泥質巖類的物質成分、結構、層面構造;調查碳酸巖類的化學成分、結晶情況、特殊的結構和構造、層面特征、可溶性與巖溶現象等;  調查火成巖的成因類型、產狀、規模、與圍巖的接觸關系、原生裂隙和巖脈等; 調查變質巖的成因分類、變質類型、結構、構造、片理、劈理等。
 
  (四)含水層與隔水層
 
  1.調查含水層和隔水層的巖性結構特點  調查松散地層的亞砂土相對于粘土是含水的,相對砂礫石層又可視為隔水層;煤系中砂巖相對頁巖是含水層,相對富水的石灰巖巖溶含水層可視為隔水層。
 
  2.調查礦井長期疏干含水層(組)使含水層性質改變  煤系頂扳上部的含水層,由于開采疏干,位于降落漏斗范圍內的含水層孔隙中儲存的水,通過采動產生的導水裂隙流向井巷,使含水層變為透水層;底板承壓含水層由于疏干,承壓區轉變為無壓區。在礦區補充水文地質調查中,除正常調查外,對煤層底板含水層和隔水層應有所側重。
 
  3.調查頂板含水層的水位、水質變化程度  調查含水層被疏干或降壓時導水裂隙帶發育高度與主要含水層的關系,地面塌陷位置與礦井水的關系,含水層中地下水的補給、徑流、排泄條件的變化等,預測補給半徑擴展速度、范圍和礦井排水量的變化。
 
  4.調查底扳含水層的厚度、水壓、空隙率、富水性  提出疏水降壓的安全水壓值以及控制水壓的安全高度,將含水層的靜水壓力控制在安全水壓范圍內,達到只降壓、不疏干的目的。
 
  5.隔水層的調查  調查隔水層巖性、厚度、力學強度及分布范圍。  隔水層在礦井疏降水的過程中,起著阻隔水流的作用;主要隔水層在煤層開采后不受破壞,完整的隔水層可以減少頂板含水層水對礦井的補給;同時,阻止大氣降水、地表水向底板承壓含水層滲入。此外,還應了解煤厚、開采方法和頂扳管理方法,通過改變開采方法、改善頂板管理來保護隔水層。
 
  (五)地質構造
 
  在煤田勘探過程中,通過鉆探等手段基本查清了井田內的主要斷層,但一些小斷層往往易被遺漏;某些地段由于工程量控制不足,一些較大的斷層或裂隙的特點難以查清。
 
  1.在建井和開采時,必須對巷道揭露的每一條斷層進行詳細的觀查、記錄和分析研究,對所揭露的斷層應作素描圖,裂隙發育帶應選擇有代表性的地段、進行裂隙統計;
 
  2.調查斷裂構造的形態、產狀、規模、性質、斷層斷距、破碎帶的范圍、充填或膠結程度,斷層帶兩側巖性和裂隙發育程度,斷層帶的充水狀態,斷層在延展方向是否切割了大的含水體和含水斷層等及斷層導水性;   3.調查有無泉水出露、水量大小等,了解泉的性質和觀測泉流量,采水樣分析水質,分析補給水源;  4.查明褶皺構造形態、位置、規模、沿走向的變化規律和傾伏情況。
 
  (六)地表水
 
  1.調查與搜集礦區河流、渠道、湖泊、積水區、山塘、水庫的歷年水位、流量、積水量、最大洪水淹沒范圍、含砂量、水質和地表水體與下伏含水層的關系等。
 
  2.調查礦區范圍內的河流、湖泊、池塘、溝渠、水庫、塌陷坑等地表水體的位置及周圍的地形特征。
 
  3.調查地表水體的形態,內容包括:河流(溝渠)的寬度、長度和深度;湖泊、水庫、池塘、塌陷坑等水體面積和積水深度,塌陷坑或煤系巖層露頭帶有無地表水的滲漏等。
 
  4.調查地表水體附近的地層巖性、地貌條件及其所處的構造部位,查明地表水體是否影響煤層的開采。
 
  5.調查河流、湖泊的水位、流量(或積水量)、流速、含砂量等。
 
  6.調查水的物理性質,如水溫、顏色、氣味、透明度,提取水樣做化學分析。
 
  7.調查水量、水位、水溫的變化,調查歷史上洪水痕跡和受災情況等。
 
  8.調查和搜集河流上、下游間流量的變化、支流的水量、河床沿途的變化情況,特別要重視枯水期地表河流流量的測定。
 
  9.調查地表水的利用情況及受污染狀況。
 
  (七)井(孔)泉
 
  調查井(孔)泉的位置、標高、深度、出水層位、涌水量、水位、水質、水溫、有無氣體溢出、流出類型及其補給水源。并素描泉水出露的地形、地質平面圖、剖面圖。
 
  1.井、鉆孔
 
  (1)調查井、孔的位置及所處地貌部位,井、孔的深度、結構、形狀及口徑。
 
  (2)調查井、孔所穿越的地層剖面,確定含水層的位置、厚度和含水性質。
 
  (3)調查井、孔水位、水溫和涌水量的變化情況,進行簡易抽水試驗,取水樣做化學分析,調查收集鉆孔抽水試驗水文地質觀測資料。
 
  (4)調查自流井出水層位和隔水頂板的巖性、水頭高度及流量變化情況。
 
  2.泉的調查
 
  (1)調查泉水出露的地形、地貌的部位、標高及其與當地基地面的相對高差。
 
  (2)調查泉水出露處的地質構造條件和涌出地面時的特點。
 
  (3)根據地質構造與泉的特點,判斷補給泉水的含水層,繪制泉水出露處的素描圖。
 
  (4)調查、觀測泉水的物理性質,取水樣做化學分析,測量泉水的流量和水溫,并了解流量的動態特征。
 
  (八)古井老窯調查
 
  1.調查古井老窯的位置及開采、充水、排水、停采原因等情況,察看地面塌陷地形,圈出采空區,并估算積水量。
 
  2.調查廢井或老窯的井口位置及附近地形特征,井口及其附近地面的標高;井筒性質(豎井、斜井)、井口形狀及填充狀況;觀測塌陷的地面形態;調查附近有無地表水體及其與地表水體的距離。
 
  3.調查建井年月、生產能力及開采概況,井深、井簡直徑、開采的煤層層數及名稱、采煤方法、頂板管理、巷道布置、采空面積與深度、通風、運輸、提升、排水情況、巷道規格、支護、停采報廢原因等。
 
  4.調查收集地質資料:煤系地質時代、煤層及各分層厚度及其變化、層間距、煤層頂底板巖性特征、井田地質構造方向、褶皺形態、斷層產狀、斷距及其變化、地質儲量及殘留煤柱大小和與鄰近老窯、礦井采空區的關系等。
 
  5.調查收集水文地質資料:開鑿井筒時的涌水量;出水巖層的巖性、厚度及富水性;開采期間井下涌水量的變化;透水點類型、其分布特征與地質構造關系;突水次數及水患情況;停采后積水量的估計;礦井水的物理性質和化學成分(或取水樣進行化學分析)。
 
  6.報廢的礦井除現場觀察外,主要是收集采掘工程圖、地質及水文地質資料、礦井報廢報告。對老窯無資料可查者,主要靠現場觀察、測繪和訪問,必要時還應進行物探鉆探
 
  (九)小煤礦調查
 
  1.調查小煤礦的位置、范圍、開采煤層、地質構造、采煤方法、采出煤量、隔離煤柱、與大礦的空間關系,并搜集系統完整的采掘工程平面圖及有關資料。對已報廢小井的資料,必須存檔備查。
 
  2.對于生產小煤礦,還應調查其生產安排、排水能力、井巷出水層位、水質、涌水量、充水因素、與大礦之間的水害關系。
 
  (十)地面巖溶調查
 
  1.一般性調查  調查巖溶發育的形態、分布范圍。對地下水運動有明顯影響的進水口、出水口和通道,應進行詳細調查,必要時可進行連通試驗和暗河測繪工作。要分析巖溶發育規律、地下水徑流方向,圈定補給區,測定補給區的滲漏情況,估算地下徑流量。有巖溶塌陷的區域,還應進行巖溶塌陷的測繪工作。
 
  2.裸露型地區巖溶調查  調查與開采煤層有關的巖溶含水層的分布范圍和隔水邊界,調查地下水的補給條件、水位、動態和水質特征及其與區域地質構造、巖性、地貌條件的關系;調查全部天然水點,詳細研究巖溶泉水的出露條件、控制因素,根據泉水出露的地形地質條件,圈定匯水區,實測、訪問或根據洪水痕跡推斷其水位與流量的變幅,觀察地下河系發育特征,調查控制暗河發育的斷裂構造、褶皺軸及各主導裂隙的分布和巖溶層呈條帶展布的規律,圈定地下河系的補給面積;調查地表水與地下水在不同水文地質單元的相應轉化關系;在水質受污染的地區,注意調查污染源和污染方式與途徑。在生產礦區調查因采礦引起的淺蝕現象,以及礦井突水時,井下有無涌砂涌水現象等。
 
  3.覆蓋型地區巖溶調查  調查覆蓋層的總厚度,分層的巖性、厚度、成因,其中含水層的分布、富水性、水質及其底部含水層同巖溶含水層之間的接觸關系與水力聯系;分析推斷覆蓋層下巖溶巖層不同巖性或非巖溶巖層的分布、地質構造及巖溶水的匯水條件;調查巖溶含水層的埋藏深度和巖溶含水層富水地段,主要通道的分布規律及其水質、水量特征;淺覆蓋地區地表各種巖溶形態的展布方向,排列形式與地層、地質構造的關系,并判斷下伏巖溶洞穴通道的情況;調查地表水與地下水的水力聯系;當覆蓋層為透水層時,還需注意工農業污水對巖溶地下水的污染。
 
  4.埋藏型地區巖溶調查  調查與開采有關的煤層頂底板各巖溶含水層的埋藏深度、巖性、厚度、巖溶洞隙率、水位、富水性及水質特征,褶皺形態和斷裂構造對巖溶發育分布的控制作用;調查同一水文地質單元各深埋型巖溶含水層露頭帶的水力交替運動條件及其對巖溶發育的影響;調查古巖溶的形態存在的部位、規模、充填情況及其對現代地下水循環所起的作用。  5.巖溶水點及地下暗河調查
 
  (1)巖溶水點的地面標高及所處地貌單元的位置和特征,巖溶水點出露的地層層位、巖性、產狀及構造部位,構造與巖溶發育的關系。
 
  (2)觀測巖溶水點的水位標高和埋深、水的物理性質、氣溫、洞溫,并取水樣;觀測溶洞內水流的流向和流速、洞內瀑布的成因和落差、地下湖或地下河的規模和流經地段以及水生動物等的活動情況;調查水位及流量的動態變化,觀測洪水痕跡,測量水深。部分巖溶水點應實測水文地質剖面圖,并素描或照相。
 
  (3)每個巖溶水點,應用聯通試驗查清其與鄰近水點及整個地下水系的關系,安排長期動態觀測工作。